Atomo e molecola, Conservazione_invarianza, Entropia, Fisica, Forza_campo, Moto, Particella, Plasma, Propagazione, Quanti, Relatività, Reversibilità_irreversibilità, Stato fisico

1. E NCICLOPEDIA E I N A UD I [ 1 9 8 2 ]
FISICA
Paolo Caldirola e Giulio Casati — FISICA pa g.4
Giancarlo Ramunni — AT O MO E M O L E COLA pa g . 1 0
Yehuda Elkana e Yemima Ben-Menahem
CONSERVAZIONE/ I N VARIANZA p a g . 2 6
ENTROPIA p a g . 4 5
Bernard d ' E s pagnat — FI S I CA pag . 62
Antonio Sparzani — FORZA/CAMPO pa g.82
Carlo Ferrari — MOTO pa g.93
Michael 0'Hanlon — PARTICELLA p a g . 1 4 3
Bruno Bertotti — PL ASMA pa g . 1 64
Yvonne Choquet-Bruhat — PR O PAGAZIONE pa g . 177
Antonio Sparzani — QUANTI pag.195
Tulli o R e g ge — RELATIVITÁ p a g . 2 14
Francesco Guerra — RE V E RSIBILITÁ/IRREVERSIBILITÁ pa g . 249
Luigi Accardi -STATO FISICO pag.270

2. ambigulta
allegoria
competenza/esecuaone
Fisica codice
fonetica
immagine
grammatica avanguardia Fisica
metafora
(,';;(",M '
• ;.) classico
segno
critica
sigaiTicato filologia
simbolo
bello/brutto
letteratura creatività
manieramtratta/con~ - . . ;d
espressione
diai~ ' o moaae giudizi!z- t
=
=.=. S«so/ ig"'"c
scma poetica fantastico
4kntità/differcasx=
alfabeto retorica gUStO
medisxftaà:,r
universab/particolam
ascolto imitazione
gesto immaginazione anthropoa
lettura progetto cultura/culture
atti lmguisticl
luogo comune nproduzion% iproducibllità etnocentrismi
dicibi1%ndicibile
uno/nutfàc orale/scritto discorso sensibilità natura/cultura
.==: decisione enunciazione comunicazione
parola finzione zislità
-.: —- istribuzione statistica presupposizione e allusione errore spa
malritmo
dato==,'==~ochi referente informazione generi artigianato
scrittura narrazione/narratività
='-.::==uarduzione statistica etica artista
voce acculturazione
stile attribuzione.=.: .-,'-:=":~yobabifità filosofia/Rlosofie civiltà
antico/moderno tema/motivo
=-=-=::;==~ppresentszion» statistica ragione oggetto
razionai%rrazionale cassa~
futuro
calendario testo
=:===-:-:=-:=. teoria/pratica
produzione artistica selvaggio/barbar%ivilizzsto
soggeuo(oggetto dccadenzs
uguaglianza escatologia armonia colore escrementi
caos/cosmo valori period~ à è età mitiche melodia disegna/progetto
- - Marsc 4 ~ infinito vero/falso tem~ ~ àùàt
fertilitàgenesi ritmica/metrica abbigliamento visione nascita educazione
„===Séoatetzfm~ log ix maarocosmo/microcosmo volontà passato/presente scala canto sensi generazioni
momlo progresso/reazione
alchimia suono/rumore coltivazione
storia corpo sessualità infanzia
]
d ', )J"l)l)i!((lli
astrologia atlante tonale/atonale danza cultura materialevecchiaia morte
cabala collerione maschera amore industria rurale
vita/morte
,
'l" elementi documento/monumento moda dCS!dCflo materiali
armi
«hr anziata ' : . ~
esoterico/essoterico fossile credenze erosornamento prodotti
clinica
rmalizzazmne frontiera isteriamemoria dialetto scena
.'=::—;,- Rmzianl' angoscia/colpa cura/normalizzazionegicx
=„-(èÀ!dmamsfc. '=- '
rovina/restauro
guerra pulsione
enigma
ssibilità/necessità «elisi/sintesi imperi
fiaba
soma/psiche castrazione e complesso esclusione/integrazione
fuoco
fatatàe/glabaf referenza/verità anticipszionc
=,:==kàztzfoac:. nazione
mostro cannibalismo sonno/sogno censura farmaco/droga
homo
sistemi dt'rffcrimcaha, tlcorsivltà (PotCSI Àwspa tattica/strategia identificazione e transfert follia/delino
popolare dèi mano/manufatto
stabilita jfasatbil~ ==
.=
inconscio
matematiche -anmftdlo medicina/medicalizzazione
alienazione . proverbi divino tecnica
metodo
='='afiattura nevrosi/psicosi normale/anormale
coscienza/autocoscienza demagogia tradizioni eroi utensile
centrato/acentrsto '=.—;=.'~ fa /modello piacere salute/malattia
discriminazione iniziazione
combinatoria
immaginazione sociale sintomo/diagnosi
repressione magia
xppficsR~ =.= grafo
pace demoni alimentazione
asXrnsff(ost~==
terrore ateo messia
labirinto serv%ignore divinazione agonismo
casta animale
~b abil iù! uomo tolleranza/intoBersnza chierico/laico millennio cerimoniale
conaruxt fdiscr~ =: : . ' : .
rete mito/rito cucina
.==~manza/effetto donna
utopia tortura chiesa persona festa domesticamento
di e
mythos(fogna
p abaco azza/dubbio violenza diavolo puro/impuro feticcio
endogamia/esogamia
algoritmo oagmi fame
cocrcnzs eresia religione famiglia
gioco
dU!llrtà approssimszfone ' ' '
'canvemione incesto vegetale
categorie/categorizzazione libertino sogno/visione lutto
insiene: -': —:-=.-'-= —.:=-. .= . Calcolo ~t o/in determinato eonoscenzs libro stregoneria regalità maschile/femminile
rszionàfe/~ E~ ente numero iris/esperieaza matrimonio
coppiefilosofiche peccato rito
stmrnetlàa=
zero esperimento parent
disciplina/discipline sacro/profano caccia/raccolta
s rutttsré ztastèmMcha legga borghesi(borghesia totem
enciclopedia santità dono
tmafolmszioai uatumlij categorie libcltàjacrxssftà burocrazia economia uomo/donna
innovazion%reperta eccedente
classi formazione economico-sociale
' «//!'
t@Sgraffimhficfàfc:l' ' insegnamento pastorizia
contadini lavoro
invenzione primitivoconsenso(dissenso ideologia modo di produzione
analogico/digitale rappresentazione reciprocità/ridistribuzione
I,' l
,Irzi egemonia/diuatura masse
ricerca proprietà
automaI
~a aepossibilità intellettuali proletariata riproduzione
intelligenza artificiale ardine(disordine sistematica e classificazione libertà
riduáone rivoluzione transizione abbondanza/scarsità
inaccbina orgsalzzaziorlc ::.==:..
.= (ripetixlone maggioranza/minoranza bisogno
programma semplice/camptewo scienza partiti consumo
simulazione sistema ==-: Qiegttxinae
apprendimento politica
amministrazionc accumulazione imposta
strumento soglia verificsbifi~ b{lit à
e
cervello autoregolazione/elfuilibrazione capitale lusso
comunità
vincolo comportamento cognizione
conflitto crisi oro e argento
condizionamenta induzione/deduzione
consuetudine costituzione élite distribuzione pesie misure
controllo sociale innato/acquisito
diritto democrazia/dittatura fabbricagergo produzione/distribuzione
astronomia
atomo e ~
emozione/motivazione istinto
giustizia norma gestione ricchezza
cosmologie gruppo
mente operazioni
istituzioni patto imperialismo scambio
gravitazione consclvazioo@OltgÙ snss percezione marginalità
potere impresa spreco
luce : — «tlopm quoziente mtdlettuale responsabilità opinione
potere/autorità mercato
mxtczlx .==.:=:-==;—:. : [aa~cJ
povertà
pubblico/privato merce
spsaio-tempo atmosfera propaganda
..-:='=.= forza/campa società civile moneta
litosfera adattamento : Aifieiaazbiinènto. ruolo/status
mota abitazione stato pianificazione
oceani srticelia
evoluzione =- . -'-.faiàtùunftà socializzazione
acqua profitto
pianctl mutazione selezione ' '
' ' '
' 'dusàftàbiafogfcs • ocietà
solC
P™ ' polim orfismo . — : : - ' ; ".
-ftùcglazfoae
ambiente 'spazio sociale rendita
'ti
:—,',propsgszione .
.
'
'-,==. .
. ~ •
città salario
quanti clima utilità
—:==:=.='=--'relstims '
' : ,
. -= =====: ' - ' -':" = .=-'
:-fag~ ecumene valore(plusvalore
àxgmthtbg/rivalerstbdiaà.(ip„r,;„...,., :„,~ insediamento agricoltura
mlgrsziofic cinà/campagna
paesaggio colonie
popolazione commercio
regione industria
àrgxngao/ùtazgamrlti -=': eredità
risorsegene spazio economico
genotipo/fenotipo suolo sviluppo/sottosviluppo
terra
territoriosangue
villaggio

3. Fisica I I2 II3 Fisica
ùl ùl O
al
+ a
QNca
Q O
cù cù Om lù+
O
Q caal
O N ca Q Il
N O
+ V O cl
N Q Q 4 . Qat ,V O O al 00
o OO N G + V P + m ùl b0 àDO N cn al cà
P O
m '+ IU al Q
+ Vùl m O O + ùl
O al
VV O
E 4 O O I O
caà D v O E O lù V O
4
fi O
alCa al l ù O O O O Q Q O 4 m .Q O O v
al ca al O O V O V V O O O O V V Cl O I U V Ctc Oà0 à0 V . O
E E
atomo e molecola 63 4 5 4 5
• 6 9 4 • 8
conservazione/invar. 3 2 5 2 4 3 I 2 z 6
entropia 3 ' 2 3 4 2 7 2 2 5
86
fisica 5 ' 5 4 5 3 3 3 6 8 5
765
4 4
43
63 99
I 3 I 3 3 6
48
forza/campo 3 I 3 2 I 2 3 I 5 5 4 4 3 3 3 3 z 6 4 6 9
moto 3 2 z 2 4 4 S 5 9 6 4 4 9
particella 2 I 3 4 2 4 3 3 3 I 5 5 ' 9
plasma
92
propagazione
43
3 z 4 3 3
quanti 3 3 3 7 3 6
relatività 63 4 4 8 5 6 6 • 8
reversibilità/irreversib.
47
S
45
2
69
3 2
stato fisico 5 7 6 6 I 6 I 6 6
ùù al
Cll
E
cll E ca aù
Q 00 Q al O
as m V
al
O V
OO
O O OO
OIl s l m
às + O al V
.ca E O 4
O al O g oQ
aE
O Q V
al al4 Q ùl ùl O
Q O I N Vm
m Cl
Q al cù
ca D ùl C cù al N
OOmOO
E O O m O
O a O
2ca H Z 4m O O O O E l a ca aù ùl
EE VO al àD 4 lù O
al ùl J-I O Q O
OO
ùl I n 4 O
V ùl O V bD
F O O O V ò0 v
cll O I E Il
4O O
Q 4 I V
V ùl al ùl V Qal mO O
al g O
O l5, O. Oc O 4 I al m m V V V
atomo e molecola 4 5 2 3 9 3 2 z 6
43
4 7
76
5 5 7 2
conservazione/invar. 3 3 3 2 3 7 6 5 I 5 2
entropia 3 3
66
2 2 2 7 4 3
55
4
fisica
65
3
7 4 3 3 4 4 3 S 4 8
88 3 7 4
33
forza/campo 2 5 2 5 5 2 4 4 2 S 4 z 7 4 5 7
43 33
75
76
2 7 2 2
moto
55
6 1 3 3 2 '
. 7 7 22 78
6 z 8
particella 6 6
5S
5 3 6 3 7
plasma 6 6
propagazione 4 3 4
quanti 4 3
relatività I 4 3 3 I ' 3
45
3 7
3S
4 2
7 5
reversibilità/irreversib. 2 ' 3 4 4 7 6
63
2 3 2
stato fisico • 4 6 2 7 I 3 9 3 4 8
25
73S
6 4 7 4

4. Fisica .I I 4 II5 Fisica
cò
cò +
Ncò Cl
ccl 4Cl
cò
vo I
v 4
v òl
Q o Co particella
o
E
voNcl
E cò+ cl
V òl 'E cò b0
cclv Q ~ W cò
O òl cò
cò o 4 44 o
o
4 E ~ o. Q v o, o
conservazione/ quanti stato
3 invarianza fisicorelatività S 4 S 4 4 4
moto 7 5 6 3 5 • 6 4 5 5
forza/campo 6
366
6 4 4 3 5 6
particella 5 6 5 6 6 6 S S 6 plasma fisica atomo e
fisica S 6 S 6 S 6 5 S 4 molecola
conservazione/invarianza 3 4 3
66656
36
4 3 4 4 4 3
entropia
atomo e molecola 63 4 3 5 5
quanti 4 3
44
4
6 forza/stato fisico 5 4 4 6 • 6 campo
reversibilità/irreversibilità 2 5 3
re a reverslblbtàlativit
entropia 2 I
plasma
propagazione

5. z57 Fisica
si potesse trasmettere nello spazio da un pianeta all'altro senza il supporto di
Fisica un mezzo interposto. Non solo, ma un esame piu attento e critico crea ulteriori
Atomo e molecola, Conservazione/invarianza, Entropia, Fisica, dubbi. La presenza di «azioni a distanza» come quelle dovute all'interazione
Forza/campo Moto, Particella, Plasma, Propagazione, Quanti, Relatività, gravitazionale toglie significato al concetto primitivo ed intuitivo di forza che
Reversibilità/irreversibilità, Stato fisico si esercitamediante contatto e getta delle ombre sulla fondatezza delle stesse
leggi della dinamica.
La grande varietà di forze che noi sperimentiarno a livello macroscopico
Il problema centrale, di fondo, della+fisica+ non è molto cambiato da quello
la forza del vento, le forze muscolari, il peso dei corpi, ecc. — si riduce a due sole
che fu il fondamentale contributo degli antichi pensatori greci ; come non sono
forze fondamentali, la forza gravitazionale e la forza elettromagnetica. La forza
cambiate le difficoltà. Ridotto ai suoi termini essenziali, il problema ultimo ri
gravitazionale è molto debole, circa caos' volte piu piccola di quella elettroma
mane ancora quello d'interpretare il comportamento degli oggetti che ci cir
gnetica:basta strofinare un pezzo d'ambra per produrre una forza elettricaca
condano a partire dal+moto+ dei costituenti «elementari ». È noto che la varietà pace di attrarre dei pezzettini di carta e di opporsi perciò alla forza gravitazio
delle forme e delle proprietà sotto cui si presenta la materia è dovuta alla di
nale prodotta dall'intera massa terrestre. Queste erano le sole forze note fino al
versa combinazione e proporzione degli elementi fondamentali che la costitui
secolo scorso ed era naturale il tentativo di farle derivare da un'unica forza fon
scono. Il loro moto determina proprietà come il colore, il sapore, l'odore, ecc.
damentale. Questo sforzo di unificazione, di descrivere i fenomeni fisici attraver
Ma esistono i costituenti «elementari» della materia? Quale il loro moto e quali
so qualcosa di elementare o di «semplice», è alla base della scoperta scientifica.
le cause che lo determinano? Esiste una forza fondamentale della natura al
E l'idea che dietro l'apparente diversità e complessità degli oggetti che ci cir
l'origine di tutti questi moti? Non solo, ma esiste un legame tra i costituenti
condano sia nascosta una sostanziale semplicità di fondo, ha ispirato il pensiero
elementari della materia e le forze che ne determinano il moto, oppure sono da
scientifico fin dai tempi piu antichi, da quando Democrito nel v secolo a. C.
considerarsi come entità indipendenti?
avanzò l'ipotesi che la materia fosse composta da innumerevoli particelle indi
La prima grande autorevole risposta a questi interrogativi è stata data, come
visibili (atomi) in inovimento all'interno dei corpi le cui diverse proprietà ed
piu volte ricordato, da Aristotele. Egli introdusse il concetto di moto naturale,
apparenze erano dovute alle diverse combinazioni degli atomi. Del resto, «spie
che è quello che compete ai quattro elementi fondamentali — terra, acqua, aria,
gare» un certofenomeno cosa vuoi dire se non cercare di ricondurre ilcompor
fuoco — di cui è costituita tutta la materia. Ciò che presiede a tutti i movimenti è
tamento a poche semplici leggi> Le equazioni fondamentali della dinamica, ad
l'esistenza di una causa finale per cui tutti gli elementi tendono a raggiungere il
esempio, descrivono ugualmente bene la caduta di un sasso, il moto di una frec
loro luogo naturale. Ne segue che una pietra, composta in massima parte dal
cia o il percorso di una cometa. Che questa riduzione dei fenomeni piu dispa
l'elemento terra, tende a cadere attraverso l'aria e l'acqua per congiungersi con
rati a poche semplici leggi sia possibile è una straordinaria e meravigliosa pro
la Terra, suo luogo naturale. Allo stesso modo il fuoco sale, essendo il suo luogo
prietà della Natura.
naturale posto nella posizione piu elevata; ecc. I corpi celesti invece, perfetti,
Un passo decisivo in avanti rispetto alla cosmologia newtoniana è stato fatto
sono costituiti da una quinta sostanza (quintessenza), immutabile ed incorrut
ad opera di Maxwell con l'introduzione del concetto di campo e della dicotomia
tibile, e di conseguenza non possono che muoversi nel modo piu perfetto pos
+forza/campo+: esso, assieme al concetto di energia, ha permesso di capire co
sibile, quello del moto circolare uniforme.
me le forze possono agire a distanza senza la necessità di un mezzo che le tra
La grande costruzione di Aristotele doveva crollare circa duemila anni dopo,
smetta. Partendo dai lavori di Faraday sulle forze elettriche e magnetiche, Max
ad opera di Galileo e di Newton. Quest'ultimo diede le tre leggi fondamentali
well introdusse questa quantità invisibile chiamata campo e riusci a scrivere le
della dinamica che regolavano non solo il moto di tutti gli oggetti terrestri rna
equazioni a cui obbedivano i campi elettrici e magnetici, fornendo cosi una teo
anche dei corpi celesti. I complessi meccanismi del sistema tolemaico — epicicli,
ria unificata del campo elettromagnetico. (Il processo di unificazione dei due
equanti, eccentrici, ecc. — vennero sostituiti da un'unica grande legge: la legge
campi verrà completato con la teoria della relatività di Einstein ).
della gravitazione universale. Ma, come osserva Thom, con la legge di gravi
Ma il piu grande successo delle equazioni di Maxwell è stato l'aver fatto
tazione universale Newton calcolava tutto e non spiegava nulla e oggi non ci so
comprendere che l'ottica non era null'altro che un capitolo dell'elettromagneti
no meno ragioni di stupirsi della caduta della mela di quante non ne avesse
smo e l'aver previsto l'esistenza di onde elettromagnetiche che si propagano nel
Newton. Tuttavia lanecessità di sapere dove sarebbe andata a cadere esatta
vuoto senza alcun supporto materiale trasportando, con sé, energia; da tali onde
mente una palla di cannone ebbe il sopravvento sull'autorità e sull'opinione di
dipende l'esistenza della vita stessa sulla Terra.
Aristotele: la storia diede ragione a Newton. Certo rimaneva aperto il proble
Il grande passo in avanti compiuto con Maxwell nella descrizione del mondo
ma interpretativo al di là del nome «che piu singulare e proprio gli abbiamo as
fisico è stato possibile grazie a uno sforzo di astrazione e a un uso ampio dello
segnato di gravità» (Galileo). Rimaneva da «spiegare» tale forza e come essa
strumento matematico. Queste caratteristiche sono destinate ad accentuarsi sem

6. Sistematica locale zg8
z59 Fisica
pre piu in seguito. Il progressivo allontanamento tra la comprensione del feno profondamente diversa dalla concezione intuitiva classica che si era andata for
meno fisico e l'intuizione e sensibilità quotidiana raggiunge un livello straordi mando attraverso l'opera di Newton e di Maxwell. Uno degli aspetti piu carat
nariamente elevato nella teoria della +relatività+ e nella meccanica quantistica; teristici di questa nuova costruzione teoretica è senza dubbio la sostituzione del
di pari passo il formalismo matematico diventa piu pesante e le nuove teorie rigido determinismo della meccanica newtoniana con una descrizione basata sul
fisiche fanno uso di teorie matematiche sempre piu astratte e complesse. Molti concetto di probabilità e la conseguente modifica della definizione di+stato fisi
dei progressi della+fisica+ degli ultimi decenni si fondano ad esempio sulla no co+ di un sistema.
zione matematica digruppo, anche perché iteoremi di +conservazione+ che ca Tornando al problema fondamentale della struttura della materia, fu ben
ratterizzano i processi fisici appaiono legati alla+invarianza+ delle leggi fisiche presto riconosciuto che la parte piu interna dell'atomo, il nucleo, è costituito
rispetto a particolari trasformazioni. Nel contempo però lo strumento matemati a sua volta da protoni e neutroni. I protoni sono particelle che pesano circa
co ha anche una notevole funzione unificante, dal momento che il suo crescente I836 volte l'elettrone e sono dotati di una carica positiva uguale e contraria a
impiego contribuisce in maniera determinante a far si che la tradizionale divi quella dell'elettrone. I neutroni sono particelle elettricamente neutre che pesano
sione della fisica nelle diverse branche vada perdendo sempre piu significato. quasi esattamente come i protoni. Poiché i protoni sono tutti carichi positiva
La speranza di unificare tutte le forze conosciute, che fino al secolo scorso mente, laforza elettrica con laquale sirespingono dovrebbe portare a far esplo
erano solo quella gravitazionale e quella elettromagnetica, che era stata una del dere il nucleo: infatti le forze gravitazionali, attrattive, sono troppo deboli per
le piu salde convinzioni di Einstein, sembrò svanire definitivamente quando si bilanciare la repulsione elettrica; deve perciò esistere una nuova forza della na
scopri l'esistenza di una terza forza con caratteristiche diverse dalle prime due e tura — la forza nucleare — che tiene uniti protoni e neutroni dentro il nucleo. Gli
che agiva a livello nucleare. Come è noto, la materia è costituita da atomi di esperimenti hanno mostrato che la forza nucleare è molto grande e ha un rag
dimensioni molto piccole (circa to ' cm e con peso di circa ro a~ g). Gli atomi gio d'azione molto piccolo (circa ro '~ m ) e questo spiega la ragione per cui
però non sono oggetti solidi e indivisibili, ma sono composti a loro volta da un questa forza non è osservabile nei fenomeni che si presentano al livello della
nucleo, carico positivamente, in cui è concentrata quasi tutta la massa, e da par nostra vita quotidiana. Il numero delle forze fondamentali della natura sale cosi
ticelle molto piu piccole, gli elettroni, carichi negativamente e che possono es da due a tre. Le speranze precedenti di unificare le due forze fino ad allora co
sere pensati come ruotanti attorno al nucleo molto velocemente (circa mille chi nosciute, la gravitazionale e l'elettromagnetica, svani appunto quando si scopri
lometri al secondo). Secondo questo primo grossolano modello proposto da questaterzaforza cosi diversa dalle altre due.
Rutherford, l'atomo assomiglia al nostro sistema solare in miniatura: il nucleo La stabilità dei nuclei nasce dunque da un equilibrio tra le forze elettriche
carico positivamente attrae gli elettroni, i quali tuttavia non cadono sul nucleo repulsive e quelle nucleari attrattive e il fenomeno della radioattività consiste
grazieallaforza centrifuga. proprio in una emissione di particelle dal nucleo nel tentativo, da parte delle
Una spiegazione piu completa della stabilità degli atomi fu ottenuta però particelle costituenti, di mantenere l'equilibrio fra queste due forze.
solo successivamente nel decennio t9zo-3o, con l'avvento della meccanica quan Lo studio delle forze nucleari e lo sviluppo della teoria matematica concer
tistica. nente soprattutto l'unione, che necessariamente deve esistere, fra la teoria quan
Questa teoria trasse le sue mosse da alcune osservazioni precedenti, dovute tistica e la relatività ha mostrato che la natura delleforze èinseparabile dalla strut
essenzialmente a Niels Bohr, secondo le quali gli elettroni atomici si muovono tura della materia. Si è scoperto infatti che non solo le proprietà delle particelle
solo su ben determinate orbite fisse in corrispondenza di una ben determina dipendono dalle forze della natura ma che le forze stesse si trasmettono median
ta energia. Inoltre gli scambi di energia fra un elettrone orbitante e il campo te particelle le quali sono soggette ad altre forze e cosi via.
della radiazione elettromagnetica non avvengono in modo continuo ma sola Gli sviluppi della teoria hanno anche portato Dirac a proporre l'ardita ipo
mente per multipli interi di certe quantità elementari che dipendono dalla fre tesi che il «vuoto» non sia,. in realtà, per niente vuoto ma riempito da un mare
quenza della radiazione e che sono pertanto detti +quanti+. Questi quanti, o invisibile di particelle con energia negativa. Quando una di queste particelle
fotoni, hanno le caratteristiche di una+particella+ con massa nulla che ha veloci passa dallo stato di energia negativa in cui si trova a uno stato di energia posi
tà di+propagazione+ pari alla velocità della luce. La meccanica quantistica, co tiva, allora essa diventa visibile: cioè i «buchi» lasciati da queste particelle in
struita dal lavoro di Broglie, Schrodinger, Heisenberg, Dirac e altri, pervenne visibili quando abbandonano il mare negativo sono equivalenti alla presenza di
a una descrizione compatta delle proprietà sia della materia sia della radiazio particelle visibili: queste ultime particelle costituiscono l'antimateria. Esse, pre
ne risolvendo l'apparente contraddizione del dualismo ondulatorio-corpuscolare viste dapprima dalla teoria, sono poi state effettivamente osservate; il z agosto
che queste due entità sembrano inevitabilmente esibire. La meccanica quanti I932 il fisico americano Cari Anderson ha osservato per la prima volta l'anti
stica, che costituisce una delle maggiori costruzioni del pensiero scientifico di particella dell'elettrone — il positone —, cosi denominato in quanto ha carica po
tutti i tempi, non solo ha modificato la nostra comprensione della «struttura» sitiva, mentre nel r9gg e z9g6 sono stati osservati gli antiprotoni e gli antineu
della materia e della radiazione, ma ha portato a una concezione della natura troni. Il nome di antimateria deriva dal fatto che quando una particella incontra

7. Sistematica locale z6o z61 Fisica
la sua antiparticella si annichila, cioè sparisce, dando luogo a un raggio elettro di assumere tre «valori» o «segni» diversi (che furono indicati come rosso, ver
magnetico o ad energia di altro tipo. de e blu).
Un problema che rimaneva aperto dopo la scoperta della struttura dei nuclei Il punto debole di questa teoria, che ha incontrato grande successo e popo
era quello di spiegare l'origine della forza nucleare; una spiegazione soddisfa larità, è che mai nessuno è riuscito ad osservare un quark. È possibile allora che
cente è stata proposta nel rqgg dal fisico giapponese Yukawa sulla base del i quark esistano davvero ma che non si riuscirà mai a vederli> Una possibilità è
l'analogia con la forza elettromagnetica. Yukawa ha proposto che ogni protone che, perrompere una particellaed estrarre i quark, sianecessaria un'energia
e neutrone sia circondato da un nuovo tipo di campo con il quale esso è ac talmente elevata da portare necessariamente alla creazione di una coppia quark
coppiato attraverso una «carica» nucleare, allo stesso modo in cui un elettrone antiquark e successivamente alla formazione di due mesoni. In questa ipotesi
è accoppiato al suo campo elettromagnetico attraverso la sua carica elettrica. non risulterà mai possibile isolare un singolo quark. La situazione è tuttavia
Questo nuovo tipo di campo avrà dei+quanti+ di eccitazione analoghi ai fotoni lungi dall'essere chiara, tant'è vero che alcuni sostengono di essere riusciti a
e lo scambio di questi quanti fra due particelle produce la forza di attrazione. osservare un quark libero, mentre altri affermano la necessità di spiegare le pro
Questi quanti vennero chiamati mesoni 1t e vennero rivelati sperimentalmente prietà delle particelle osservate senza introdurre l'ipotesi dei quark. Ad ogni
solo nel 1946. Misure sperimentali hanno mostrato che la carica, e perciò l'in modo, secondo le teorie correnti, i quark stanno assieme in quanto posseggono
terazione nucleare, è all'incirca duemila volte piu grande di quella elettrica: per un nuovo tipo di «carica» e interagiscono attraverso un nuovo tipo di quanto.
questo motivo l'interazione nucleare ha preso il nome di interazione forte. Questo quanto è stato chiamato gluone, mentre il nuovo tipo di carica non è
La teoria di Yukawa non spiegava però tutte le interazioni nucleari. Non altro che il colore, il quale, come s'è visto sopra, a differenza della carica elettrica
spiegava ad esempio il cosiddetto decadimento P, checonsiste nella trasforma è di tre tipi. In analogia con l'elettrodinamica quantistica, la dinamica a cui ob
zione di un neutrone in un protone, un elettrone e una particella nuova, priva bediscono queste particelle è stata chiamata cromodinamica.
di carica e di massa estremamente piccola se non esattamente nulla, battezzata Come si vede, si è ancora lontani dall'aver ridotto a pochi il numero dei co
neutrino. Fermi spiegò il decadimento P mediante l'introduzione di una nuova stituenti elementari della materia. Partiti agi'inizi degli anni '6o con tre quark,
forza fondamentale che regolava il processo di disintegrazione del neutrone. si è già arrivati a sei, ciascuno con il rispettivo antiquark. A questi vanno ag
Questa interazione venne chiamata debole in opposizione all'interazione forte. giunte altre sei particelle che non risentono dell'interazione forte, i leptoni (elet
Ne segue che, in analogia alle interazioni elettromagnetiche e forti, anche l'in trone, muone e leptone ~, e i corrispondenti neutrini ), piu le relative sei anti
terazione debole deve essere mediata da un nuovo tipo di particella che venne particelle.
battezzata W. Purtroppo, a differenza di quanto è successo per il mesone 1t di Per quanto riguarda le forze, esse si possono far derivare da quattro intera
Yukawa, a tutt' oggi non si ha alcuna verifica sperimentale diretta dell'esistenza zioni fondamentali : la gravitazionale, la debole, l'elettromagnetica, la forte. Re
della particella W: ciò si ritiene sia dovuto al fatto che, avendo la nuova parti centemente Weinberg e Salam sono riusciti a formulare una teoria in cui il cam
cella una massa prevista molto grande, non è possibile la sua produzione con le po elettromagnetico e il campo debole sono semplicemente le componenti di
energie a disposizione negli attuali acceleratori. La forza debole fa capire molto un'unica entità: il campo elettrodebole.
bene come le forze della natura siano strettamente connesse alla struttura della Questo successo sembra ridare fiducia al tentativo di procedere verso una
materia, in quanto la forza debole non solo agisce sulla materia ma ne determina descrizione unitaria di tutte le interazioni ; anche se i quanti relativi alle intera
la forma, perché converte neutroni in protoni, elettroni e neutrini. zioni deboli non sono ancora stati osservati, si pensa, con le nuove macchine
La costruzione di nuovi acceleratori ha portato alla scoperta di un numero acceleratrici in costruzione, di raggiungere le energie sufficienti per poterlo fare.
sempre crescente di nuove particelle, sia pure tutte molto instabili, fino ad ar Sono in corso inoltre tentativi per unificare alle precedenti anche l'interazione
rivare a qualche centinaio. Partiti quindi negli anni 'go da una situazione di sod forte e quella gravitazionale. Questi tentativi si basano su una sempre maggiore
disfacente semplicità con poche particelle elementari, si era arrivati dopo poco geometrizzazione della +fisica+ nello spirito della teoria del campo unificato
piu di vent' anni a una situazione abbastanza confusa. di Einstein. Il campo che maggiormente attira l'interesse dei fisici è il cosiddetto
Tuttavia, all'inizio degli anni '6o, Geli-Mann e Ne'eman imprimono una campo di Yang-Mills; in linguaggio geometrico, esso rappresenta una connes
svolta significativa nel panorama delle particelle elementari, partendo da con sione nello spazio fibrato principale in cui lo spazio di base è il cronotopo e il
siderazioni matematiche legate al cosiddetto gruppo SU (g). Secondo la teoria gruppo compatto svolge il ruolo di gruppo strutturale. Per il successo di queste
da loro proposta, tutte le particelle che ubbidiscono alle interazioni forti sono teorie unificanti è cruciale riuscire a provare che il protone è una+particella+ in
composte datreparticelle«elementari»che battezzarono quarks (il nome è preso stabile che decade in piu particelle leggere, La sua vita media prevista è attorno
dalFinnegan's Wake di James Joyce). Molto presto però sidovette ammettere ai zo anni e numerosi esperimenti sono in corso nella speranza di osservare il31
l'esistenza di un quarto quark ; non solo, ma a ciascun quark si dovette in seguito decadimento del protone. Un risultato positivo di questi esperimenti costitui
associare una nuova grandezza (alla quale fu dato il nome di «colore») capace rebbe un assai serio presupposto per l'effettiva costruzione di una teoria di cam

8. z6z
Sistematica locale z6g Fisica
po unificata di tutte le interazioni, teoria che era stata l'ultimo sogno irrealiz fisica si esprime, sono di una complessità tale che ben difficilmente si riesce a
zato di Einstein e che getterebbe anche una notevole luce sulla nostra cono trovarne una soluzione. Per avere un'idea di queste difficoltà basti pensare che
scenza dell'universo. Va però ricordato che le due grandi teorie della fisica mo dopo trecento anni che Newton ha scritto le equazioni fondamentali della dina
derna, la quantistica e la +relatività+, che costituiscono il punto di partenza i mica, ancora oggi ben poco si sa sul carattere stesso delle loro soluzioni. Nem
ogni tentativo rivolto alla formulazione di una teoria unifi
'ficata di tutte le forze del meno il problema di sole tre particelle in interazione ha trovato soluzione in ge
! fi ' , d t t a gra ndissimi successi sono ancora lontane dal po!a fisica,pur aven o por a o nerale e, nonostante gli sforzi di astronomi e matematici, non si ha nemmeno la
tersi considerare definitive. In particolare va ricordato che in entrambe le teorie prova della stabilità del sistema solare.
com aiono alcune caratteristiche difficoltà che sembrano direttamente legate ai Uno dei grandi sforzi di fisici e matematici in questo secolo ha ruotato intor
f enomeni che si manifestano nell interazione fra peno
'
'
'
'
f du e a r ticelle a distanze assai no alla coppia +reversibilità/irreversibilità+, cercando di conciliare il determini
iccole e in intervalli di tempo assai brevi. La soluzione di tali difficoltà, che smo e la reversibilità delle equazioni di Newton con il comportamento statistico
avrà certamente un'influenza diretta sulla comprensio' ne della «struttura» delle ed irreversibile dei sistemi fisici. Inizialmente questo obiettivo si riteneva legato
t' 11 elementari sembra essere connessa all introdu '11' d zione in modo ade al passaggio dalle leggi della dinamica di un sistema a molti gradi di libertà a
guato nella teoria di un intervallo di tempo elementare (e conseguentemen e inte di
guato, ne a teoria i un m
una lunghezza fondamentale), a cui è anche legata la possibilita di superare i
1
quelle della termodinamica attraverso una definizione statistica dell'+entropia+.
Notevoli progressi sono stati fatti in questo campo negli ultimi vent' anni, che
cosiddetto problema delle divergenze dell'attuale elettrodinamica e delle altre hanno riproposto il problema in termini completamente nuovi e su basi matema
teorie da campo. È per ques a ragiot ione che negli ultimi anni molti sforzi sono tiche rigorose. In particolare è stata scoperta l'esistenza di un nuovo tipo di
stati dedicati dai fisici alle teorie dei campi reticolari o ad altre analoghe.
I brevi cenni or ora esposti bastano a chiarire che la q ouestione delle oarti
+moto+, il cosiddetto moto stocastico (intrinseco) ; con questo termine viene in
dicato quel particolare moto di un sistema dinamico che, pur essendo governato
celle «elementari» è ancora aperta. È possibile che la struttura gerarchica della da leggi rigorosamente deterministiche, si svolge coine se il sistema fosse sotto
materia — +atomo e molecola+, nucleo, neutrone, q l'azione di forze puramente casuali. Il moto stocastico è perciò altamente caoti
È stata anche fatta l'osservazione che tutta la materia potrebbe essere composta co, irregolare ed imprevedibile. È attraverso esso che è possibile gettare un pon
da oche particelle: i quark fondamentali, i leptoni carichi e i neutrini. Perché te tra le leggi statistiche della fisica e le leggi dinamiche che un tempo erano con
allora tanta sovrabbondanza di particelle> Si deve forse pensare che anziché at siderate fra loro contraddittorie ; non solo, ma tale moto fornisce la possibilità di
tenersi ad un criterio di semplicità la Natura produce tutto ciò che può produrre derivare le prime dalle seconde. Una caratteristica tipica del moto stocastico è
e non solo quello di cui necessita? Spesso la situazione attuale nel campo delle l'estrema instabilità delle soluzioni al variare della condizione iniziale o sotto
particelle elementari è stata paragonata a quella che esisteva nella chimica pri l'effetto di perturbazioni esterne. Basti pensare che il moto di una molecola in
ma della classificazione di Mendeleev del sistema periodico degli elementi. un gas in condizioni normali di temperatura e di pressione risulta completamen
possi i e c e i p arossibile che il paragone sia appropriato e che procedendo!ungo
a s r te alterato dopo che essa ha subito meno di cinquanta collisioni se si tiene conto
tuale si arrivi a una chiarificazione soddisfacente. È per. È r òanche ossibile che laP
strada da seguire sia completamente diversa e, per ora, ' pra im revedibile. Altri pa
dell'effetto perturbativo prodotto dal campo gravitazionale di un elettrone posto
all'altra estremità dell'universo, e cioè a una distanza di circa io' anni luce.
ragoni calzantisipossono trovare nella storia ded ila+fisica come ad esempio il Queste brevi considerazioni sono sufficienti ad illuminare e anche a ridi
lungo cammino percorso per arrivare a spiegare il mot
' p' . g 'o dei ianeti. Ogni nuova mensionare l'importanza relativa del determinismo e della reversibilità delle
piu accurata osservazione sperimentale portava ad introdurre concetti nuovi o leggi della fisica classica: basta il piu piccolo errore nel dato iniziale per avere
modifiche al complesso armamentario di cicli, equanti, ecc. usato per descrivere soluzioni completamente diverse. Con una grande visione anticipatrice Maxwell
il moto dei pianeti. La soluzione doveva essere, come si è visto poi, di natura affermava piu di un secolo fa: «È una dottrina metafisica che dagli stessi ante
completamente diversa.
In effetti lo studio delle proprietà della materia a partire dalle proprietà e
aro rietà e dal
cedenti seguono le stesse conseguenze. Nessuno può dubitare di questo. Ma ciò
non è di molta utilità in un mondo come il nostro dove gli stessiantecedenti non
c omportamento dei suoi costituenti elementar' p ' pi u ò re sentare delle difficoltà si verificano mai e niente capita due volte». Egli invitava perciò i cultori delle
scoraggianti, anche se risultati notevoli sono stati ottenuti nella comprensione scienze fisiche a studiare le singolarità e le instabilità delle cose affinché «la pro
delle proprietà globali dei solidi, dei liquidi, dei gas e delle varie specie di+pla mozione della conoscenza naturale possa tendere a rimuovere il pregiudizio in
sma+, vale a dire di quelli che vengono chiamati i quattro stati della materia ina favoredeldeterminismo che sembra derivare dall'assumere che lascienza fisica
nimata. Come è possibile ad esempio prevedere quegli straordinari fenomeni co del futuro non sia che un'immagine ingrandita di quella del passato».
me la crescita e l'autoriproduzione di un organismo biologico a partire
a com Ora, le barriere psicologiche, ancora esistenti e derivanti da una tradizione
portamento delle+molecole+ che lo compongono? Queste difficoltà traggono ori di secoli che ha considerato come in opposizione i due concetti di determinismo
gine, in parte rilevante, anche dal fatto che le equazioni matematiche, in cui la c casualità, stanno finalmente cedendo. La moderna teoria ergodica e la teoria

9. z6g Fisica
Sistematica locale z6g
della complessità algoritmica iniziata da Kolmogorov sono in grado di mostrare
del nucleo e sono stati ampliati i confini dell'universo, ma il senso di sbigotti
che il moto di certi sistemi dinamici, completamente deterministici, è indi
mento che l'uomo moderno prova di fronte alle innumerevoli galassie che po
stinguibile da un moto casuale, qualunque sia il significato che si voglia dare a
polano l'universo, ai quasar o ai buchi neri non è minore di quello degli antichi
tale termine. In termini della dinamica simbolica una tale proprietà è espressa
che osservavano le misteriose comete. L'aspetto positivo è che, come dice Espa
dal fatto che l'insieme delle orbite del sistema dinamico è completo. Per un esem
gnat, percompiere progressisignificativi non è necessario conoscere la«natura
pio molto semplice ma istruttivo si consideri la trasformazione dell'intervallo
ultima delle cose». Per la qual cosa ben si addice il paragone di Newton che
s'immaginava come un bambino intento a raccogliere sulla spiaggia ciottoli va
[o, z] in se stesso riamente colorati mentre di fronte a lui sta, inesplorato, l'immenso oceano del
(t ) x„+t — zx„ (mod r) Reale. [p.c. e G.c.].
dove (mod t) indica la sottrazione della parte intera in modo che xn+t sia sem
pre compreso nell'intervallo [o, f]. L'equazione (r) è deterministica e la sua so
luzione è x„ = z"xp dove xp è il Punto iniziale comPreso in [o, f]. Si noti che Billingsley, P.
scrivendo xp in notazione binaria t965 Er g odic Theory and Information,Wiley, New York,
(2) xp o, a,asasa4... (tutti gli a; sono o zero o uno) Caldirola, P.
t974 Dalla microjisica alla macrofisica, Mondadori, Milano 1976
la soluzione della (r), che ha come condizione iniziale xp, si ottiene semplice Caldirola, P., e Loinger, A.
mente spostando, nella (z), la virgola di un passo a destra per ogni iterazione. t979 Teoria jisica e realtà, Liguori, Napoli.
Poiché le successioni (z) sono in corrispondenza biunivoca con tutte le possi
Einstein, A., e Infeld, L.
bili successioni ottenute con il lancio della moneta (zero =— testa, uno =— croce), t938 Th e Evolution of Physics. The Groroth of Ideas from Early Concepts to Relativity and
Quanta, Simon and Schuster, New York (trad. it. Boringhieri, Torino l970 ).
la soluzione della (r) può essere vista come il risultato di una successione di lanci Espagnat, B. d'
della moneta. Piu precisamente, gli sviluppi della teoria della complessità al t976 Co nceptual Foundations of Quantum Mechanics,Benjamin, Reading Mass. 1976 (trad.
goritmica hanno mostrato che quasi tutte le successioni come la (z) hanno com it. Bibliopolis, Napoli t98o ).
plessità di Kolmogorov positiva e sono puramente casuali in quanto soddisfano
Feynman, R. Ph.
al test universale di casualità. Perciò le soluzioni della (r) sono genuinamente
z965 Th eCharacter of Physical Lato,British Broadcasting Corporation, London.
random pur essendo la (t ) un'equazione rigorosamente deterministica.
Franzinetti, P.
t98o In t r oduzione alle particelle elementariEditori Riuniti Roma.
Il fatto che una determinata successione abbia complessità positiva implica Heisenberg, W.
che l'informazione contenuta nella successione stessa non può essere compressa : t97t Phy s ics and Beyond,Harper and Row, New York.
cioè l'unico modo per dare la successione è quello di scriverla per intero. Ne Jammer, M.
segue che l'informazione contenuta in quasi tutte le successioni (z) è infinita e 1957 Concepts of Force. A Study in the Foundations of Dynamics, Harvard University Presa,
di conseguenza quasi tutti i numeri non possono essere scritti da nessun essere
Cambridge Mass. (trad. it. Feltrinelli, Milano t97I).
umano; sono esclusi ovviamente tutti i numeri con complessità di Kolmogorov
Matani, L.
nulla come gli interi, i razionali e gli irrazionali «semplici» come 7c ed e(base 198t (a cura di) Le particelle elementari, Le Scienze, Milano.
dei logaritmi naturali ). La storica opposizione tra discreto e continuo riappare
Peierls, R. E.
1955 The Laros of Nature, Allen and Unwin, London (trad. it. Boringhieri, Torino t96o).
in maniera prepotente. Segrè, E.
E noto come la continuità dei numeri reali sia la causa di molti problemi t 976 Personaggi e scoperte nella fisica contemporanea, Mondadori, Milano.
della+fisicao. Le osservazioni sopra fatte hanno già portato alcuni (Ford, Ross Toraldo di Francia, G.
ler) ad ipotizzare l'esistenza di un limite superiore naturale alla precisione di 1976 L'indagine del mondo fisico, Einaudi, Torino.
una osservazione, che, unito alle proprietà stocastiche o instabili del moto,
porterebbe all'assenza di determinismo nel mondo fisico. Questa linea d'inda
gine potrebbe portare a notevoli progressi, cosi come è sempre successo nella
storia della fisica tutte le volte che si sono imposte delle limitazioni ai valori
che possono assumere certe grandezze fisiche (energia, velocità della luce, ecc.).
Per concludere, si osservi che se nei due millenni precedenti sono stati com
piuti enormi progressi nel campo tecnico-scientifico, non altrettanto è stato
fatto per le questioni piu fondamentali. Si è penetrati con l'indagine nell'interno

10. Atomo e m o lecola
Nella chimica e nella fisica contemporanee il concetto di molecola indica una
oggettività dotata di un insieme di proprietà misurabili e rappresentata da una
struttura spaziale costruita in base ad alcuni precisi nessi logici, corrispondenti
alle proprietà misurate. Questo modo di concepire la molecola deriva diretta
mente dalle concezioni del xtx secolo, in cui essa era considerata sia come la
combinazione in un composto autonomo e tipico di un insieme di unità mate
riali piu piccole, gli atomi, sia come un raggruppamento architettonico secondo
figure geometriche ben precise.
La molecola può essere definita, indipendentemente dalla nozione di atomo,
come il processo al limite della divisione della materia, che può esistere allo
stato libero ed è dotata di alcune proprietà. Ma nella definizione di molecola
come processo al limite della divisibilità della materia, o come la piu piccola
parte irriducibile nei confronti delle proprietà chimico-fisiche, si perde la di
stinzione con il concetto di atomo. Nello sviluppo della meccanica statistica,
atomo e molecola si confondono nel concetto di particella ultima di un sistema,
dotata di proprietà individuali, ma non misurabili singolarmente. Le proprietà
dei sistemi macroscopici risultano essere la conseguenza dell'insieme delle pro
prietà individuali.
Indipendentemente da quale possa essere la costruzione della definizione di
molecola, essa rappresenta per il chimico il simbolo operazionale di una massa
e di una disposizione materiale, grazie al quale egli crea il suo oggetto d'indagine.
Con lo sviluppo dell'indagine chimica, la molecola tende a sfuggire al li
mite imposto dal concetto originale di massa minima specifica. Uno stesso in
sieme di atomi può essere disposto nello spazio secondo strutture diverse. Nella
chimica organica, dato l'elevato numero di atomi da cui può essere costituita
una molecola e di conseguenza l'aumentata flessibilità con cui essi possono di
sporsi nello spazio, s'incontra spesso questa situazione. Le strutture risultanti,
equiprobabili rispetto alle proprietà molecolari dipendenti dalla massa, possono
essere distinte in base ad altre proprietà. Alcune possono essere messe in eviden
za perché deviano in modo diverso un fascio di luce polarizzata, altre formano
nel corso di una reazione composti con proprietà diverse, separabili chimicamen
te. All'insieme di questi fenomeni viene dato il nome di isomeria. In pratica, i
pesi e la composizione atomica non bastano a caratterizzare delle specie pure,
dovendo prendere in considerazione le caratteristiche strutturali per rendere
conto delle proprietà molecolari. L'insieme dei metodi d'indagine chimico-fisica
mette in evidenza la presenza di strutture molecolari complesse, varianti tra di
versi stati energetici. In questo senso la molecola può essere definita come l'in
sieme delle proprietà derivanti dalla configurazione attribuita ad una specie chi
mica. Se queste due definizioni sono interscambiabili per le piccole molecole, al
di là di alcune dimensioni molecolari questi criteri tendono a sfuocarsi. Varia
zioni discrete nella composizione non comportano differenze significative in

11. Atomo e molecola 8g Atomo e molecola
qualche carattere generalmente considerato come discriminante; d'altro canto, geneo dei corpi una semplice apparenza, derivante dalla composizione delle par
le proprietà fisiche di alcune macromolecole sono il risultato diretto di una di ticelle ultime. L'elaborazione poetica della filosofia di Democrito si trova nel
stribuzione statistica. Di conseguenza, s'indebolisce sempre piu la nozione di De rerum natura di Lucrezio.
specie chimica basata su un criterio di discontinuità della materia. Dimenticata nel corso dei secoli, la concezione atomistica viene ripresa nel
Con questo non bisogna pensare che il concetto di molecola abbia perso corso del xvt secolo in opposizione alla filosofia tomistico-aristotelica. Nel r 6g6
la sua autorita nella pratica di laboratorio, dove opera efficacemente come imma a Francoforte, l'olandese Sennert pubblica il trattato Hypomnemata physica,
gine per conoscere e controllare le trasformazioni dei corpi. in cui è descritto un sistema chimico che, in qualche modo, prefigura una con
Negli anni seguenti la seconda guerra mondiale, alla molecola è stata attri cezione molecolare. Nel trattato si parla anche della distinzione tra l'estensione
buita una nuova proprietà, che consiste nel descriverla come unità in grado di e la mobilità dei corpi divisibili e i corpuscoli ultimi che conservano le forme
essere «soggetto epistemologico». I biologi teorici, infatti, non esitano ad attri essenziali proprie alle specie dei corpi. I «prima mixta» conservano la loro in
buire ad alcune molecole «stereospecifiche» il potere di riconoscere la struttu dividualità nel corso delle reazioni chimiche.
ra dei metaboliti da inserire in una catena di reazioni. Forse in questo, che Il merito di aver attirato l'attenzione degli scienziati sull'atomismo va es
alcuni non esitano a definire come un «abuso di linguaggio», bisogna vedere senzialmente a Gassendi. Nella Cinquième Contre-Méditation, apparsa nel r643
essenzialmente il tentativo di allargare la definizione del concetto di reattività. grazie all'incoraggiamento di Mersenne, Gassendi loda tutti coloro i quali si
La problematica riguardante il concetto di molecola non deve far dimenticare il sforzano dirappresentare la natura delle cose, la loro forza o proprietà,per
legame esistente con il concetto di atomo. mezzo dell'estensione, la forza, il movimento, la posizione e in generale attra
La definizione abituale che si dà dell'atomo è il termine ultimo della di verso un certo numero di piccole qualità assegnate ai corpuscoli o «principi»
visione della materia, che conserva le proprietà caratteristiche alla sua identifica di cui è composta ogni cosa materiale. In realtà il tentativo di Gassendi con
zione come elemento chimico. Piu sinteticamente, si può dire che l'atomo rap siste nella ricerca di una sintesi tra epicureismo e cristianesimo. In questo senso
presenta la piu piccola particella di un elemento che può esistere' o allo stato egli affermava che gli atomi erano la prima cosa creata, non in numero infinito,
libero o in combinazione. Questa definizione ha introdotto la distinzione, an come per Democrito, ma in numero sufficiente per costituire l'universo finito.
cora usata, della materia in corpi semplici, costituiti da atomi identici, e in Fssi sono dotati di un inalterabile movimento che li spinge in ogni direzione
corpi composti, derivanti cioè dalla combinazione di atomi diversi. nel vuoto. Nel corso delle collisioni formano le molecole, particelle identifica
Considerato per molto tempo indivisibile, legato a concezioni filosofiche che bili da alcuni attributi. Le particelle atomiche sono dotate soltanto di forma,
rimontano all'antica Grecia, i progressi della fisica del xx secolo ci hanno abituato resistenza, grandezza minima e «peso», conseguenza quest'ullimo del movi
a pensare l'atomo come un sistema di particelle piu piccole in equilibrio, e a di mento. Nelle molecole un'altra forza diventa importante: la forza chimica. Le
stinguere le proprietà della materia in proprietà elettroniche e nucleari. parti indivisibili, gli atomi, sono, secondo Gassendi, di una piccolezza infinita,
La conoscenza della struttura atomica permette di dare una definizione infinitamente al di sotto delle possibilità di percezione dei nostri sensi, e là
esatta di atomo e di molecola. L'atomo è un sistema dotato di un solo nucleo, dove le nostre facoltà umane trovano il limite, comincia la grande forza della
la molecola è un sistema a piu nuclei. L'atomo e la molecola si confondono natura.
nel problema piu generale della struttura della materia, analizzata in funzione Koyré [rggg] ha fatto notare che, da un punto di vista epistemologico,
dell'energia di legame dei suoi componenti e dell'energia corrispondente al pro l'atomismo di Gassendi, presupponendo dati fissi e misurabili su una materia
cesso di osservazione a cui il sistema è sottoposto. Cosi l'atomo o la molecola che non è influenzata dall'osservazione, eliminava dal bagaglio scientifico ter
saranno considerati come particelle in rapporto all'energia con cui vengono esa mini come 'potere', 'atti', 'accidenti', 'qualità'. In questo senso gli atomi di
minati. Se essa è inferiore all'energia di legame delle particelle subatomiche, o Gassendi rappresentano un passo avanti nel processo della scienza, anche se
se essa è inferiore all'energia di legame degli atomi nelle molecole, gli atomi o le la conseguenzafu che la fantasia umana, non potendo osservare gli infinitamente
molecole si comporteranno come le unità elementari del processo. piccoli, si limitò ad osservare le forme delle sue aggregazioni, stimolata in questo
dall'uso, che si andava sempre piu diffondendo, del microscopio.
La forza chimica responsabile secondo Gassendi della forma delle molecole,
r. La ri s coperta dell'atomismo. si esprime nella forma che viene assunta come criterio di classificazione. Gli acidi
vengono definiti come poliedri con spigoli taglienti, gli alcali come sostanze po
La nozione di atomo e di molecola si fonda essenzialmente sul presupposto rose, i composti dello zolfo come corpi ramificati. Una reazione chimica è l'in
dell'esistenza di un minimo fisico, in opposizione all'ipotesi di divisibilità al terazione di un corpo angoloso con un corpo poroso.
l'infinito, come potrebbe far supporre l'apparente omogeneità dei corpi naturali.
Ci si ricollega cosi agli antichi filosofi greci. Essi vedevano nell'aspetto omo

12. Atomo e molecola Atomo e molecola90 9I
di aver potuto osservare il problema da un punto di vista esterno alle diatribe
2. L a mo lecola come massa. delle scuole. Interessato alla matematica e alle scienze naturali, formatosi alla
lettura di Priestly, Newton e degli allievi di Hitchison, la sua ambizione era di
L'attività del chimico consiste essenzialmente nello studio delle reazioni. dare una formulazione matematica alle osservazioni dei fenomeni naturali.
Nella pratica corrente di laboratorio la molecola è vista come la piu piccola Cominciò a studiare la meteorologia, proseguendo il suo studio sui gas e i
quantità in cui si possa far entrare per combinazione o sostituzione un nu vapori in generale. Uno dei problemi principali dell'epoca era se l'atmosfera do
mero irriducibile di atomi di un elemento qualsiasi. Nel descrivere una rea vesse essere considerata come un composto chimico, data la sua omogeneità, o
zione chimica, i composti che vi partecipano sono rappresentati da una for come un miscuglio omogeneo. Dalton mostrò che il problema poteva essere
mula. L'equazione chimica che rappresenta una reazione indica i rapporti pon risolto se si considerava che quando due Ruidi elastici sono mescolati, mentre
derali in cui le specie reagiscono fra di loro. In questo senso è l'espressione le particelle del gas A, come quelle del gas B, si respingono tra loro, non si ha
cifrata della legge di conservazione della massa di Lavoisier, azione repulsiva tra le particelle di A e di B. La pressione o il peso totale su ognuna
La ricerca sistematica dei rapporti in cui reagiscono le specie chimiche nasce delle particelle deriva solamente da quelle della propria specie. Questa ipotesi,
e si sviluppa contemporaneamente alla rivoluzione industriale. Per spiegare la conosciuta nella chimica-fisica come legge delle pressioni parziali, non era ac
formazione delle molecole viene introdotto il concetto di affinità chimica, che compagnata da considerazioni teoriche sulla struttura della materia e suscitò
serve ad esprimere la tendenza di un elemento chimico a reagire con un altro per violente critiche da parte di grandi chimici come Berthollet, Davy, Thomson.
dare uncomposto. Una reazione chimica èparagonata alprocesso disaturazione La violenza delle critiche spinse Dalton a provare la sua ipotesi, generalizzan
di una soluzione. Ogni elemento reagisce con un altro fino a saturazione della dola. Si basò sull'osservazione del comportamento dei gas nell'atmosfera e sulla
propria affinità. loro solubilità nell'acqua, assumendo che il comportamento dei singoli gas fosse
I chimici svolgono essenzialmente un'attività di analisi dei composti naturali. direttamente proporzionale al peso delle particelle ultime di ogni gas: i pesi
Spesso lavorano nei laboratori che gli stati hanno costruito per cercàre di sfrut atomici o molecolari nel linguaggio moderno.
tare meglio i minerali estratti dalle miniere presenti o sul proprio territorio o nei Si poneva cosi il problema di misurare i pesi delle particelle ultime. Par
paesi colonizzati. L'indagine chimica riguarda essenzialmente le proprietà dei tendo da una visione meccanicista e realista degli atomi e basandosi sulle os
metalli e dei loro derivati, in primo luogo gli ossidi. Infatti un metallo, scaldato servazioni dei rapporti di combinazione, Dalton formulò un'ipotesi sulla costi
nel corso della purificazione, può reagire con l'ossigeno presente nell'atmosfera. tuzione delle molecole.
Un fatto non era ben chiaro : alcuni metalli possono formare piu tipi di composti Quando gli atomi di due elementi A e B si avvicinano reagendo, il fattore cri
con l'ossigeno. tico è rappresentato dalla repulsione degli atomi simili fra di loro piu che dal
Anche il grado di saturazione di una soluzione, cioè la quantità di solvente l'attrazione degli atomi diversi. Se assumiamo gli atomi sferici e di uguale gran
necessaria a sciogliere una certa quantità di soluto, è una proprietà variabile, di dezza, dodici atomi di B possono teoricamente venire in contatto con un atomo
pendente dall'affinità del solvente per il soluto. Cosi anche l'affinità chimica di di A, In pratica, il risultato piu frequente è la combinazione di un atomo di A
un elemento poteva essere considerata come una quantità variabile in modo con con uno di B. Meno probabile, ma possibile, è la combinazione di due atomi di B
tinuo tra due valori estremi. I composti che presentavano un rapporto fisso di con uno di A. Tendendo a respingersi, i tre atomi si disporranno lungo una
combinazione erano considerati delle eccezioni. Altre proprietà, come la volati retta, cioè gli atomi di B saranno il piu distante possibile. Tre atomi di B
lità o la tendenza verso la precipitazione e la cristallizzazione, erano responsabili intorno ad A implicano delle forze repulsive ancora maggiori, e si disporranno
di questo comportamento anomalo. ai vertici di un triangolo equilatero.
Proust, un abile analista al servizio del governo spagnolo, analizzò sistemati Se è conosciuto un composto chimico di A e B, esso sarà rappresentato
camente gli ossidi del rame e di altri metalli. Nel corso delle sue ricerche, aveva dalla formula AB; se due, le formule probabili saranno AB e AB„ e cosi di
preso l'abitudine di esprimere i risultati delle analisi in percentuali in peso del seguito.
campione analizzato. Si accorse che i rapporti di combinazione dei metalli con Con questa interpretazione dei fenomeni Dalton offriva al chimico la possi
l'ossigeno sono costanti, in netto contrasto con l'ipotesi di variabilità delle pro bilità di scrivere i composti sotto forma di formule semplici e di rappresentarli
porzioni. Per spiegare le sue osservazioni, attribui ai metalli la proprietà di «affi con una figura geometrica. Nello stesso tempo egli dava la chiave per una pos
nità elettiva» nei confronti dell'ossigeno. Sia l'ipotesi delle proporzioni variabili, sibile interpretazione della costanza delle proporzioni. Il problema che si pre
sia quella della costanza delle proporzioni non avevano un supporto teorico che sentava consisteva nella generalizzazione delle prove sperimentali e nella neces
permettesse loro d'imporsi e di generalizzare il principio a tutti i fenomeni chi sità di determinare la massa minima da attribuire ad ogni elemento chimico
mici conosciuti. o ad ogni molecola. In sostanza, un problema metodologico, di cui la chiave
La chiaveteoricavenne presentata da Dalton [t8oz], che aveva il vantaggio veniva fornita dallo stesso Dalton. Infatti, se i corpi si combinano secondo

13. Atomo e molecola 92 93 Atomo e molecola
proporzioni ben definite, il loro peso può essere determinato in funzione del delle tecniche sperimentali ha permesso di riconoscere che le deviazioni erano
peso di un elemento preso come campione. Dalton scelse l'idrogeno, Berzelius dovute a fenomeni diversi come la dissociazione termica o l'esistenza di corpi
l'ossigeno. sotto forme diverse, dipendenti dalle condizioni sperimentali, ma non legate ad
Il mondo dei chimici comincia a popolarsi cosf delle formule, parole-chiave una variazione della composizione: le specie allotropiche.
destinate a contenere nella loro rappresentazione schematica molte informazioni. Questi fenomeni, oggi compresi completamente, hanno rinforzato l'ipotesi
Particolare utilità presentarono tre leggi derivate direttamente dalla con atomistica a tal punto che lo studio delle deviazioni è importante per osservare
cezione atomistica di Dalton. i fenomeni di dissociazione. Ma si sono posti altri problemi. L'identità mole
Dulong e Petit, «convinti che alcune proprietà della materia si debbano colare perde le sue caratteristiche nei cristalli, dove predomina una struttura
presentare sotto una forma piu semplice, ... spinti a introdurre i piu sicuri risul tridimensionale dei motivi costituiti dal raggruppamento di atomi o di ioni;
tati della teoria atomica nello studio di alcune proprietà che possono sembrare in altri casi, mentre è possibile definire un raggruppamento atomico elementare,
collegate intimamente con l'azione individuale delle molecole materiali» [r8r9, non è possibile stabilire se esso rappresenti un minimo fisico autonomo. È spesso
p. 39g], analizzarono il calore specifico di numerose sostanze. Moltiplicando il il caso dei polimeri, la cui lunghezza può variare localmente. In genere si è
valore misurato per il peso atomico, si otteneva una costante. L'osservazione fu d' accordo che una molecola possa essere isolata e fisicamente oggettivata nello
generalizzata in una legge della materia, che fu di estrema utilità nel risolvere stato di soluzione. Alcune proprietà delle soluzioni, come pressione osmotica,
alcune controversie dei chimici riguardanti il valore di alcuni pesi atomici. temperatura di ebollizione o di congelamento, sono espresse in funzione del
Boltzmann confermò la validità dell'assunzione di Dulong e Petit in base alla teo peso molecolaredel composto presente.
ria cinetica dei gas. Le deviazioni trovarono una spiegazione, su una base quan
tistica, da parte di Einstein [ I907].
Mitscherlich, partendo dall'osservazione sistematica delle forme cristalline 3. Le proprietà macroscopiche come media delle caratteristiche microscopiche.
e basandosi sull'interpretazione di Dalton, affermò che un numero uguale di
atomi, combinati nello stesso modo, produce la stessa forma cristallina, e che I chimici avevano colto nel modello di Dalton la possibilità di definire quan
tale forma non dipende dalla natura degli atomi, ma semplicemente dal loro titativamente l'unità, di massa partecipante ad una reazione chimica. Ma il mo
numero e dal modo in cui si combinano. Anche questa legge serviva a risolvere dello atomico aveva come punto di partenza l'identità dell'azione delle particelle
i casi di discussione dei rapporti di combinazione degli atomi, in base alla iso simili nei confronti di una grandezza macroscopica tipica dei fluidi, la pressione.
morfia delle forme cristalline. Tale modello poteva essere utile per interpretare i nuovi fenomeni legati stret
Un passo decisivo nella determinazione dei pesi atomici e molecolari fu tamente alla rivoluzione industriale e all'introduzione della macchina a vapore.
fatto quasi contemporaneamente da Avogadro e Ampère. Sadi Carnot, nelle sue Régexions sur la puissance motrice dufeu et sur les ma
L'ipotesi di Avogadro è la seguente : «M. Gay-Lussac ha mostrato.„che i gas chines propresà développer cette puissance[r8z4], accetta implicitamente il mo
si uniscono sempre in proporzioni semplici rispetto al volume e che quando il dello atomistico di Dalton. Esplicito riferimento viene fatto alla tabella delle pres
risultato dell'unione è un gas, anche il suo volume è in una relazione semplice sioni parziali di Dalton, dove venivano correlati la temperatura e la pressione,
con quello dei suoi componenti... Bisogna ammettere che una relazione sem e alla legge di Dulong e Petit, assumendo cosf il calore specifico di un atomo
plice debba esistere tra il volume delle sostanze gassose e il numero di mole come l'unità minima della quantità di calore di un fluido.
cole semplici o composte contenute» [r8rr, p. 58]. L'ipotesi formulata è che Clapeyron e Clausius svilupparono le idee di Carnot. Per determinare le fun
volumi uguali di gas diversi nelle stesse condizioni di temperatura e pressione zioni di stato tipiche della termodinamica, Clausius si servi di un modello ma
contengono un ugual numero di molecole. Tale valore, determinato piu tardi, croscopico, mentre per sviluppare la teoria cinetica dei gas, soprattutto la dif
è conosciuto tra le costanti della chimica e della fisica con il nome di numero fusione, utilizzò un modello molecolare. Fu in grado cosf di definire un valore
di Avogadro. numerico per il numero di Avogadro.
La conseguenza immediata è che per volumi uguali di gas il rapporto tra Le teorie cinetiche dei fluidi si propongono di spiegare le proprietà macro
le densità è uguale al rapporto fra le masse. Si era trovato un metodo diretto scopiche a partire da un'analisi statistica dei movimenti delle particelle che li
di misura del peso molecolare, una volta scelta una sostanza di riferimento. costituiscono. Il punto di partenza consiste nell'analisi del fenomeno di colli
Il concetto di peso molecolare o di peso atomico, di grammo-molecola o sione tra due particelle. Ogni molecola o atomo è assimilato ad una massa pun
mole e di grammo-atomo entrano a far parte del linguaggio della chimica. Fino tiforme, il cui movimento è, in un dato istante, funzione della posizione e della
alla fine del xrx secolo i pesi molecolari saranno determinati da misure di densità. velocità. Dato il gran numero di molecole contenuto in un volume, anche se li
Le incertezze cui molto spesso le misure davano luogo fecero dubitare della mitato, ci si deve accontentare di una distribuzione statistica attraverso le fun
validità dell'ipotesi atomica e delle leggi che si basavano su di essa. L'affinamento zioni di distribuzione.

14. 95 Atomo e molecola
Atomo e molecola
Maxwell parti dal presupposto che la maggior parte delle proprietà di un
gas avrebbero potuto essere calcolate se, invece di determinare le posizioni e
La molecola come struttura architettonica.
le velocità di tutte le molecole, si fosse determinato il numero medio di mo
lecole che hanno un determinato valore di tali grandezze. L'assunzione alla base
La teoria di Dalton sulla costituzione delle molecole permetteva di associare
è che un gas si distribuisce uniformemente nello spazio e che, di conseguenza, il
alla formula di un composto una struttura geometrica.
numero medio di molecole è uguale in diversi punti del volume occupato.
In genere la correlazione tra composizione atomica e struttura risultava fa
Boltzmann cercò, sulla base di un modello atomico della materia, la rela
cile per i composti della chimica inorganica, che sono costituiti da un piccolo
zione tra il secondo principio della termodinamica e il principio di azione mi
numero di atomi. Il problema diventava molto piu complicato per i composti
nima in meccanica. Considerò che l'energia potesse essere pensata distribuita
della chimica organica. La composizione atomica di questi composti non per
in quanti, piccoli, ma finiti, tra le molecole. Il problema si riduceva ad un'analisi
metteva di associare una struttura semplice a causa del numero elevato di atomi
di tutti i modi in cui ad ogni molecola poteva essere associato un quanto di
che formano una molecola.(Il piu semplice composto della chimica organica, il
energia o multipli interi di esso. In sostanza un problema di analisi combina
metano CH4, contiene cinque atomi ).
Il lavoro di analisi sui composti organici aveva fatto sviluppare un nuovo
toria.
Una grande parte del lavoro di Boltzmann fu speso nella difesa dell'ipotesi
campo d'indagine:la sostituzione, lo studio cioè della proprietà dei composti or
atomica della materia. Tra quelli che si opposero si trovano Mach, Ostwald, Du
ganici di sostituire facilmente uno o piu atomi, in genere quelli d'idrogeno, con
hem, Helm. Mach riconosceva che l'ipotesi atomica era utile allo sviluppo delle
altri. La sostituzione non implicava però un cambiamento radicale nelle pro
scienze ma, ancora nel 19I2, metteva in guardia i fisici dal considerarli come una
prietà del composto. La prima osservazione di tale fenomeno fu fortuita. Nelle
realtà oggettiva. Ostwald, Duhem, Helm negavano la validità dell'ipotesi ato
prime industriea carattere artigianale era stato osservato che ilcloro,utilizzato
mica anche dal punto di vista di ipotesi di lavoro, proponendo un principio
come sbiancante, era fissato in piccole quantità dalla cera nel corso del tratta
energetico generalizzato, basandosi sull'ipotesi di una possibile generalizzazione
mento. Si cominciarono ad osservare sistematicamente le sostituzioni, accumu
lando in poco tempo una quantità enorme di dati.
della termodinamica.
Cosi, nell'ultima parte del xix secolo, ci si trova in presenza di due defi
Il fenomeno, caratteristico dei composti organici, veniva spiegato con teorie
nizioni della molecola. Per i chimici è la piu piccola quantità di una sostanza
che avevano un valore limitato per un gruppo ristretto di composti. Si era creata
che conserva le caratteristiche chimiche del composto e che fa parte di una
cosi una situazione paradossale. La chimica inorganica cercava di organizzare le
reazione, per i fisici è la piu piccola parte di una sostanza che si muove come
conoscenze in base a leggi di portata generale, mentre la chimica organica si per
deva sempre piu nella massa dei composti che venivano isolati. D'altronde la
un tutto. La distinzione tra atomo e molecola non è chiara.
Combinando la concezione fisica dei movimenti molecolari con le misure
sintesi dell urea, effettuata nel i 828 da Wohler, aveva fatto crollare la distinzione
chimiche riguardanti le proprietà delle soluzioni, Perrin si propose di dare al
esistente tra chimica organica e inorganica. Le stesse tecniche di laboratorio po
concetto di molecola una realtà oggettiva. Il problema consisteva nel trovare il
tevano essere utilizzate per sintetizzare sia i composti organici sia quelli inor
limite di grandezza al raggruppamento di atomi che possa verificare le leggi
ganici.
Interessato a questa situazione, il chimico francese Laurent decise di basare
delle soluzioni.
Brown aveva osservato nel i8z8 che alcune particelle, sospese in un liquido,
il lavoro di ricerca per la sua tesi di dottorato sull'analisi della letteratura riguar
erano dotate di un movimento incessante, simile al movimento delle particelle
dante la chimica organica. Aveva ricevuto la sua formazione presso l'Ecole des
sospesenell'atmosfera, come è possibileosservare quando un raggio di sole pe
Mines di Parigi, una delle piu prestigiose scuole di chimica dell'epoca. Si era
netra in una stanza buia. L'idea di Perrin fu di applicare la teoria cinetica dei
familiarizzato con tutte le tecniche di analisi dei composti inorganici e con le
gas al movimento browniano. Se l'ipotesi molecolare è giusta, si sarebbe potuto
leggi che permettevano di risalire dalla composizione atomica alla struttura. In
determinare il numero di Avogadro, cioè la quantità di molecole contenute in
aperto contrasto con il mondo accademico di Parigi, cui rimproverava l'autori
una grammo-molecola. Con un procedimento ingegnoso, Perrin e Svedberg de
tarismo e la chiusura verso le novità scientifiche, militante nella sinistra repub
blicana, decise di lavorare da solo all'elaborazione della tesi e apri una scuola
terminarono il valore di questa grandezza, che risultò coincidere con le misure
effettuate sui gas. Confortato da questi risultati, con l'appoggio dell'interpreta
privata di chimica a Parigi.
zione teorica formulata da Einstein, Perrin difese davanti ai piu grandi fisici eu
Nel corso del suo lavoro di ricerca si accorse che le proprietà dei composti
ropei dell'epoca, riuniti nel i9i i a Bruxelles per il primo congresso Solvay, la
organici variano in modo continuo in base al numero di atomi di carbonio pre
senti nella molecola. Assunse di conseguenza che il nucleo fondamentale dei
realtà oggettiva della molecola. composti organici fosse rappresentato dall'insieme degli atomi di carbonio, che
disponeva secondo i vertici di una piramide. A tale struttura attribuiva una sta

15. Atomo e molecola 96 97 Atomo e molecola
bilità tale da potersi mantenere intatta nel corso di una reazione. I composti or organiche, maleformule che proponeva non rendevano conto di un altrofe
ganici povano essere classificati in base alla presenza nella loro molecola di una nomeno: l'isomeria. Esso era stato già messo in evidenza da Faraday, Wohler
stessa struttura piramidale. Laurent chiamò queste strutture «radicali ». e Berzelius e, come amava dire Pasteur, il suo interesse consisteva essenzial
In base a questa teoria, la sostituzione trovava una interpretazione semplice mente nella necessità di accettare il principio che i corpi possono essere diffe
e valida per tutti i composti. Se si sostituisce un atomo diverso dal carbonio, la renti per il solo fatto che la disposizione degli atomi non è la stessa in due mole
struttura fondamentale resta immutata, quindi le proprietà del composto non cole aventi la stessacomposizione.
variano; la sostituzione di un atomo di carbonio provoca un cambiamento radi Pasteur aveva mostrato durante le sue ricerche sui composti dell'acido tar
cale nella struttura, quindi un composto completamente diverso da quello di tarico che esiste una relazione tra forma cristallina e attività ottica di una so
partenza, luzione, facendo dipendere dalla dissimmetria molecolare dei cristalli il diver
La semplicità della teoria di Laurent facilitò la sua accettazione e diffusione so comportamento delle molecole rispetto alla luce polarizzata.
tra i chimici dell'epoca. Cosi, la struttura diventa importante per interpretare le Rifacendosi all'idea di Kekule sulla struttura dei composti organici, Le Bel
proprietà dei composti ed entra a far parte delle ricerche del chimico. e van't Hoff, indipendentemente, proposero la teoria del carbonio asimmetrico,
Per poter stabilire la sequenza spaziale degli atomi in un composto, biso partendo dall'ipotesi che i legami del carbonio puntano verso i vertici di un
gnava definire esattamente la capacità di un elemento di combinarsi con un tetraedro. «Nel casoche le quattro affinità di un atomo di carbonio siano sa
altro, la valenza, e accettare il principio che due atomi uguali potessero legar turate da quattro gruppi differenti e univalenti, due e solamente due tetrae
si fra di loro. Il merito di aver definito questi due concetti viene attribuito a dri differenti possonoessere ottenuti, di cui uno è l'immagine speculare del
Kekule che cosi si espresse: «Si è visto che la quantità di carbonio che i l'altro..., due formule strutturali di isomeri nello spazio... Ogni composto del car
chimici hanno riconosciuto come la piu piccola possibile, cioè come un atomo, bonio, che in soluzioneimpone una deviazione al piano di polarizzazione, con
si unisce sempre con quattro atomi di un elemento monoatomico o con due tiene un atomo di carbonio asimmetrico» [van't Hoff i875].
atomi di un elemento diatomico, in generale la somma delle unità chimiche La costruzione grafica delle proprietà chimiche ha dato allo sviluppo della
unite con un atomo di carbonio è quattro. Questo ci porta a considerare il chimica organica un impulso decisivo. La struttura di una molecola viene rap
carbonio come tetrabasico o tetratomico. Nel caso di sostanze che contengono presentata in modo alquanto artificioso secondo una figura geometrica. Queste
piu atomi di carbonio, bisogna assumere che almeno alcuni degli atomi sono formule costituiscono essenzialmente un potente aiuto tassonomico. Inoltre le
legati nello stesso modo nel composto dall'affiinità del carbonio e che gli atomi proprietà che possono essere collegate alla struttura aiutano il chimico nel pren
di carbonio si legano uno all'altro, in modo che una parte dell'affinità di uno è dere le decisioni. In questo senso possono essere considerati degli strumenti eco
naturalmente ingaggiata con una parte uguale dell'affinità dell'altro. Il modo nomici di simulazione per mezzo dei quali il chimico può rappresentare le tra
piu semplice, quindi piu probabile, di una tale associazione degli atomi di car sformazioni molecolari che disegna prima di passare alla prova sperimentale.
bonio è cheuna affinità di uno sia legata ad una unità di un altro» [r 859, p. i z9]. Kekule volle dimostrare come le formule di struttura che proponeva permet
Kekule era ossessionato dalla possibilità di legare gli atomi fra di loro in una tessero di predire le proprietà e la possibilità di sintesi dei composti organici,
struttura complessa. Nel r89o, durante la celebrazione in suo onore per il ven Scelse, tra varie possibilità, di sintetizzare il trifenilmetano, composto base per
ticinquesimo anniversario della scoperta della formula del benzene, davanti ai ottenere un colorante,il rosa anilina, e la scelta si rivelò fortunata. La ricerca
membri dell'associazione dei chimici tedeschi, Kekule rivelò chel'idea di legare sintetica nel campodei coloranti, primo esempio di produzione industriale nel
gli atomi fra di loro gli apparve mentre viaggiava su un omnibus a Londra, campo della chimicaorganica, ricevette uno stimolo considerevole. L'espansione
una notte d'estate del r854 tra Islington e Clapham. «Caddi in un sogno. Gli e la superiorità acquistata dall'industria tedesca dei coloranti a partiredalla fine
atomi ballavano davanti ai miei occhi. Le avevo sempre viste in movimento del xix secolo sonodovute in parte ai chimici formatisi alla scuola di Kekule, in
quelle piccole cose, ma non ero mai stato capace di discernere la natura del onore del quale l'associazione degli industriali chimici eresse una statua.
loro movimento. Ora, tuttavia, seppi come due piccoli atomi si uniscono per Ma da molto tempo ormai i vertici dei tetraedri non rappresentano piu cru
formare un paio; uno piu grande poteva legarsi a due piu piccoli, come uno damente la posizionedegli atomi intorno al carbonio centrale, comegli atomi
piu grande ancorapoteva legarsi con tre o quattro atomi piu piccoli.Tutto que non rappresentano piu la piu piccola parte indivisibile della materia. L'unifi
sto mentrel'insieme continuava a danzare follemente. Seppi come i piu grandi cazione della problematica atomo/molecola nel problema piu generale della
formano delle catene e i piu piccoli si aggrappano soltanto alle estremità delle struttura della materiaè il risultato della ricerca dei fisicie dei chimici all'inizio
catene» [cit. in Partington r964, p. 5g7]. Svegliato dal conducente dell'omni del xx secolo. Alcuni fatti sperimentali hanno imposto il cambiamento nel
bus, passò tutta la notte a mettere nero su bianco i suoi sogni. modello interpretativo.
L'intuizione di Kekule, che aveva ricevuto una formazione di architetto pri
ma di dedicarsi agli studi chimici, fu fondamentale nello sviluppo delle sintesi

16. Atomo e molecola 98 Atomo e molecola99
Ma i raggi X avevano un comportamento strano. Non erano deviati né da
L'evidenza sperimentale della complessità della struttura atomica. un campo elettrico né da un campo magnetico, non erano né riflessi né rifratti,
non presentavano fenomeni di diffrazione come qualsiasi sorgente luminosa
Nel t858 Geissler, soffiatore di vetro e tecnico meccanico a Bonn, realizzò quando i raggi sono fatti passare attraverso una fessura. Essi venivano sola
un tubo di vetro in cui, dopo aver fatto parzialmente il vuoto, faceva avvenire mente assorbiti, di piu o di meno.
una scarica elettrica. Si aveva cos(. la comparsa di una radiazione luminosa. Se si attribuiva ai raggi X una natura ondulatoria, come la luce, la lun
Il nome di raggi catodici deriva dalla dimostrazione di Perrin che la ra ghezza d'onda doveva esserenecessariamente molto piccola.Per verificare tale
diazione è costituita da corpuscoli carichi negativamente, proiettati a partire ipotesi bisognava eseguire una misura di diffrazione, ma per poter far questo si
dal catodo. Perrin dichiarò che l'idea gli era venuta dallo studio dei lavori di doveva trovare un reticolo che contasse qualche migliaio di righe per millime
Helmholtz sull'elettrolisi. Volendo interpretare il nuovo fenomeno secondo tro, mentre il miglior reticolo che si era capaci di costruire ne conteneva zoo per
la teoriacorpuscolare, siaccorse che era necessario introdurre ilconcetto di millimetro.
atomo di elettricità. In questo non bisogna vedere niente di rivoluzionario, ma Max von Laue pensò che un cristallo doveva costituire il reticolo ideale per
semplicemente il tentativo d'interpretare secondo la teoria atomista quello che osservare la diffrazione dei raggi X. Il cristallografo francese Hauy, basandosi
Ostwald e altri ricercatori interpretavano secondo la teoria energetica. Infatti, sull'osservazione che i frammenti di un cristallo conservano la stessa forma del
il concetto di minimo di elettricità è contenuto implicitamente nelle leggi di Fa cristallo iniziale, aveva formulato l'ipotesi che la struttura geometrica dei cri
raday sull'elettrolisi. Faraday aveva dimostrato che il rapporto tra le quantità di stalli fosse dovuta alla ripetizione nello spazio di una struttura fondamentale, il
sostanze che si depositano agli elettrodi al passaggio di una stessa quantità di nucleo cristallino.
elettricità è uguale al rapporto in cui le stesse sostanze si combinano con l'idro Bravais si basò su questa ipotesi e classificò i minerali secondo poliedri, la
geno. cui ripetizione nello spazio dà origine alla forma cristallina osservata. Se i ver
Restavano da determinare le caratteristiche delle particelle costituenti i raggi tici di tali poliedri vengono fatti coincidere con la posizione delle molecole del
catodici. Il primo ad accorgersi che la massa di tali particelle è molto piccola composto, un cristallo può essere rappresentato come una rete tridimensionale,
fu Wiechert, seguito da Thomson. Ouest'ultimo misurò nel t898 il rapporto le cui maglie sono riconducibili a figure geometriche semplici. Se il cristallo ha
carica/massa. Il valore della carica fu determinato in modo definitivo tredici anni la forma di un cubo, il reticolo può essere visto anche come un insieme di linee
dopo da Millikan, con un metodo abbastanza ingegnoso. Egli, infatti, ionizzava parallele.
una gocciad'oliosospesa trale due armature di un condensatore, cioè osservava Le dimensioni di una molecola sono molto piccole, e la distanza intermoleco
il movimento della goccia ionizzata in un campo elettrico. L'osservazione con lare in un reticolo deve essere piccola. La sequenza delle molecole in un cristallo
tinuava per molte ore con l'aiuto di un microscopio. Dal movimento osservato, rassomiglia cosi ad un reticolo di diffrazione con un numero di righe che non si
e conoscendo il campo elettrico, è possibile risalire alla carica. sarebbe mai stati capaci di realizzare in laboratorio.
Thomson osservò che le particelle prodotte in tali tubi erano le stesse indi L'esperienza fu eseguita da due collaboratori di Laue, Friedrich e Knipping,
pendentemente dal gas presente e dalla natura degli elettrodi. Queste particelle, confermando pienamente l'ipotesi. Il metodo fu perfezionato dai Bragg e da
inoltre, avevano le stesse caratteristiche di quelle emesse dai metalli quando De Broglie, che stabilirono una relazione matematica tra la distanza degli
sono scaldati (effetto Edison) o in seguito all'azione dei raggi ultravioletti e X atomi nei reticoli, la lunghezza d'onda dei raggi X e l'angolo d'incidenza.
sui metalli. La conclusione logica fu che queste particelle, gli elettroni, sono i Debye e Scherz estesero il metodo ai sistemi amorfi e Davisson e Germer, per
costituenti comuni a tutti gli atomi. caso, osservarono che anche un fascio di elettroni, comportandosi come un'onda
Nel r895 il fisico tedesco Roentgen osservò accidentalmente che una lastra luminosa, veniva diffratto dalle sostanze che incontrava, anche se queste si tro
ricoperta di platino-cianuro di bario diventa luminosa nelle vicinanze di un tubo vavano allo stato gassoso.
a raggi catodici contenuto in una scatola di cartone nero in una stanza al buio. La struttura di una molecola è pensata come un ordinamento tridimensio
Interessato dal fenomeno, notò che le lastre fotografiche al riparo dalla luce ve nale di atomi. Se non è dotata di struttura cristallina, può essere assimilata
nivano impressionate e che poteva essere fotografata una mano mettendo in ad un composto atnorfo. La distanza tra gli atomi costituenti la molecola serve
evidenza le ossa. Concluse che il tubo emetteva una specie di radiazione molto come reticolo base di diffrazione. Facendo incidere un fascio di raggi X di lun
potente e, non sapendo come chiamarla, la chiamò X. ghezza d'onda conosciuta, si possono ricavare le distanze inter-reticolari, cioè le
Nel t896 Perrin, basandosi su un'ipotesi di Poincaré, identificò la sorgente distanze tra gli atomi. Si era trovato cosi il metodo per « fotografare» la molecola.
dei raggi X nell'ostacolo che gli elettroni incontrano sul loro cammino, L'inten A partire da questo momento le strutture tridimensionali delle molecole
sità della radiazione emessa dipendeva dalla natura dell'ostacolo, permettendo non sono soltanto un'ipotesi di lavoro ma una realtà. L'affinamento dei metodi
cosf di stabilire una relazione tra peso atomico e intensità dei raggi X. sperimentali permette di risolvere delle strutture complesse, spesso in modo

17. Atomo e molecola Ioo IOI Atomo e molecola
completamente automatico. I raggi diffratti vengono automaticamente trasfor Cosi si espresse Thomson: «Considero l'atomo come contenente un ampio
mati in informazione per un elaboratore elettronico, cioè al posto della foto numero di corpuscoli... Nell'atomo normale questo insieme forma un sistema
grafiasihanno delleschede perforate.Programmi di calcolo standard risolvono che è elettricamente neutro. Benché i corpuscoli isolati si comportino come ioni
la struttura. Nel i g5z Watson e Crick riuscirono a dedurre, a partire da esperienze negativi, quando essi sono associati nell'atomo neutro l'effetto negativo è bilan
di diffrazione, la struttura di una macromolecola complessa, il DNA. La biologia ciato da qualcosa che fa si che lo spazio, nel quale i corpuscoli si trovano
molecolare trovava l'oggettivazione del suo soggetto di lavoro. dispersi, si comporti come se fosse dotato di una carica elettrica positiva uguale
In un tubo a raggi catodici, se si pratica un foro sul catodo, si osserva il come quantità alla somma delle cariche negative dei corpuscoli» [ i8gg, p. 547].
passaggio di una radiazione chiamata da Goldstein, che la osservò per primo, L'atomo, secondo Thomson, consiste in una sfera carica positivamente, di
'raggi canale'. Nel ingoi Wien osservò sperimentalmente che essi erano costituiti raggio uguale al raggio atomico (io — ' cm). Gli elettroni all'interno di questa
da particelle con una carica positiva e che la loro massa era di molto superiore sfera eseguono delle oscillazioni armoniche ed emettono una radiazione di fre
alla massa dell'elettrone e vicina alla massa degli atomi del gas presenti nel quenza data. Lorentz, prendendo spunto dai lavori di Maxwell, formulò il mo
tubo, dello matematico basato sui principi dell'elettrodinamica classica.
Thomson notò che i raggi canale, deviati da un campo elettrico o magnetico, Rutherford pensò di poter misurare la carica positiva presente nell'atomo
disegnavano su uno schermo luminoso, perpendicolare alla loro direzione ini in base alle deviazioni di una particella z nelle vicinanze del nucleo, secondo
ziale, una parabola dai contorni talmente netti, che si poteva assegnare una pa la legge di repulsione di due cariche positive formulata da Coulomb. Furono
rabola per ogni elemento chimico. Nel tentativo di fare questa assegnazione, cosi sistematicamente osservate le deviazioni delle particelle o nelle vicinanze
Aston, lavorando nello stesso laboratorio di Thomson, perfezionò l'apparecchio dei nuclei di varie sostanze. I risultati sperimentali potevano essere interpretati
in modo che i raggi deviati si concentrassero in un punto. Era nata cosi la solamente se si pensava la carica positiva come concentrata in un volume piu
spettroscopia di massa, ampiamente utilizzata nella fisica delle particelle. piccolo del volume atomico.
Ma quale fu la sorpresa di Aston nel constatare che campioni omogenei di Rifacendosi ad un modello proposto nel i go' da Nagoaka, Rutherford propose
elementi chimici davano luogo a piu fasci canale deviati. Avendo la stessa carica, per l'atomo un modello planetario: il nucleo al centro, gli elettroni ruotanti su
l'unica spiegazione possibile consisteva nella differenza di massa, Si ritrovava un orbite circolari.
risultato noto ai fisici che s'interessavano di radioattività: l'esistenza di isotopi.
Crollava cosi uno dei principi fondamentali dell'atomismo, che considerava
uguali tutti gli atomi di uno stesso elemento. Nello stesso tempo, però, si risol 6. La q uantificazione della radiazione può spiegare la stabilità dell'atomo.
vevano tutte le discrepanze nella determinazione dei pesi molecolari e dei calori
specifici atomici. Benché riuscisse a spiegare molti fenomeni sperimentali, l'atomo di Ruther
Interessato ai nuovi fatti della fisica, Poincaré suggeri a Becquerel di studiare ford non era dotato di una struttura stabile. L'elettrone, secondo la teoria
i raggi X utilizzando composti diversi. Il caso fece scegliere a Becquerel un sale elettromagnetica classica, muovendosi intorno al nucleo emette energia, dimi
d'uranio:con sua grande sorpresa osservò che ilcristallo non solo emetteva una nuendo cosi progressivamente il raggio della sua orbita fino a cadere sul nu
radiazione capace d'impressionare una lastra fotografica, ma che rendeva un gas cleo. La soluzione fu trovata nell'ipotesi di una struttura discontinua della ra
conduttore di elettricità. diazione.
Becquerel affidò ai coniugi Curie il compito di proseguire lo studio e di L'idea di quantizzare la radiazione era stata introdotta nella fisica agli inizi
isolare altri composti che fossero dotati delle stesse proprietà. Nel giugno del del xx secolo: nel igl oo Planck, per interpretare la radiazione del corpo nero,
i898 i due ricercatori isolarono un nuovo elemento, il radio, in dicembre dello era dovuto ricorrere all'ipotesi che l'emissione della radiazione avvenisse solo
stesso anno il polonio. per quantità discrete. I motivi che lo avevano spinto ad introdurre quest'ipotesi
Rutherford analizzò in dettaglio le radiazioni emesse e notò che soltanto due sono spiegati dallo stesso Planck in una lettera a Wood: «Boltzmann ha spiegato
di esse erano deviate da un campo magnetico, Chiamò i tre fasci in cui si divide come un equilibrio termodinamico si stabilisca per mezzo di un equilibrio stati
va la radiazione raggi x, P, y. Le particelle x furono assimilate a nuclei di elio ca stico e, se un tale tipo di approccio è applicato all'equilibrio tra materia e ra
richi positivamente e l'osservazione sistematica permise di stabilire che l'emis diazione, si trova che la perdita continua di energia sotto forma di radiazione
sione di una particella x provoca l'abbassamento del numero atomico di due può essere eliminata assumendo che l'energia, al momento dell'emissione, sia
unità, mentre l'emissione di raggi P conserva il peso atomico, ma aumenta il nu obbligata a restare sotto forma di quanti. Questa era semplicemente un'assun
mero atomico di una unità. zione formale e in realtà non ho voluto darle molta importanza eccetto per il
Si poneva cosi ai fisici il problema di trovare un modello dell'atomo che per fatto che, costi quello che costi, dovevo trovare un risultato positivo» [citata in
mettesse di descrivere i nuovi fatti osservati. Hermann ig7i ].

18. Atomo e molecola I OZ I 03 Atomo e molecola
Questo «atto di disperazione», come lo definiva lo stesso Planck, gli era per indicare la regolarità degli spettri degli elementi delle formule empiriche
costato la rinunzia all'opposizione praticata per molto tempo contro l'atomi molto semplici, generalmente funzione della differenza dell'inverso dei qua
smo e alla polemica contro Boltzmann. drati di due numeri interi moltiplicato una costante. L'espressione matemati
Nel volume XVII degli «Annalen der Physik», Einstein [ I905], ancora pra ca era molto simile a quella usata da Bohr, che pensò di servirsene per la sua
ticamente sconosciuto, pubblica un articolo dal titolo Su un punto di vista teoria.
euristicoconcernente la produzione e la trasformazione della luce. Se Planck aveva Nel i9i3 Bohr presentò la sua teoria atomica, basandosi su due postulati.
suppostoche loscambio di energia tra materia e radiazione avvenisse per quan Il primo assume che gli elettroni si trovino su stati stazionari, le orbite, il cui
tità discrete, Einstein attribuisce alla radiazione una struttura discreth, i fotoni, comportamento può essere descritto tramite le equazioni classiche del movi
cui è associata un'energia uguale a hv. La costante h è la stessa introdotta da mento ; il secondo stabilisce che le transizioni tra due stati stazionari non sono
Planck per spiegare la radiazione del corpo nero ed è diventata in seguito una processi descrivibili classicamente e che sono accompagnate dalla emissione o
costante universale con il nome di costante di Planck. dall'assorbimento di un quanto di radiazione omogenea o da multipli interi
Un giovane fisico viennese, Haas, cercò di trovare un significato fisico alla [Bohr i9i3 ].
costante di Planck. Pose cosi l'uguaglianza tra l'energia dell'elettrone nell'a
tomo d'idrogeno e la costante di Planck. Riusciva a trovare alcune grandezze
atomiche, ma sfortunatamente il modello su cui si basava era quello di Thomson. Il modello atomico permette di spiegare la formazione dei legami chimici.
Il problema dei quanti passò da problema marginale — in pratica le di
scussioni sui quanti coinvolgevano soltanto una parte dei fisici dell'epoca e so Il modello di Bohr diventava lo schema teorico che permetteva di analizzare
prattutto i fisici tedeschi — a problema centrale della fisica con il congresso Solvay la struttura atomica e i fenomeni spettrali. Nello stesso articolo, nella terza parte
del i9ii. Durante questo congresso vennero discussi la realtà oggettiva della esattamente, Bohr applicò i principi del suo modello per cercare di spiegare la
molecola, l'idea dei quanti, i primi modelli atomici. In pratica furono ana regolarità del sistema periodico degli elementi e la formazione delle molecole.
lizzati i nuovi problemi della fisica teorica. Da alcuni anni infatti i fisici avevano cercato di stabilire un legame tra strut
Un giovane fisico danese, Niels Bohr, lesse attentamente gli atti del congresso tura dell'atomo e due fenomeni chimici fondamentali: il legame chimico, cioè
ed ebbe la possibilità di discuterne frequentemente con uno dei protagonisti, la capacità degli atomi di legarsi fra di loro, e la valenza, la proprietà che deter
Rutherford, presso il quale passava l'anno di ricerche all'estero, obbligatorio per mina il numero di atomi o gruppi atomici con cui un atomo isolato o un
chi avesse sostenuto una tesi di dottorato. Nella preparazione della tesi, cen gruppo di atomi si unisce chimicamente, oppure la capacità di un elemento di
trata sullo studio delle proprietà elettroniche dei metalli, Bohr si era convinto combinarsi con l'idrogeno.
che l'elettrodinamica classica era inadeguata a spiegare i nuovi fenomeni ato Thomson, nel suo trattato Corpuscular Theory of Matter [i9oy], aveva po
mici. Leggendo gli atti del congresso venne in contatto con il modello di Haas e stulato che il legame chimico fosse basato essenzialmente sul trasferimento degli
pensò di applicare la quantificazione al movimento degli elettroni nell'atomo. elettroni da un atomo ad un altro, con conseguente attrazione elettrostatica.
Ogni movimento avrebbe potuto essere caratterizzato da un'energia diretta Secondo Kossel, allievo di Sommerfeld, in accordo con alcune idee espresse
mente proporzionale a multipli interi di h. Combinando tale principio con le da Bohr, le proprietà chimiche di un atomo sono determinate dal numero di
espressioni classiche del moto, si sarebbero potute stimare, con buona appros elettroni nell'anello piu esterno, gli elettroni di valenza. Egli postulò, inoltre,
simazione, le forze agenti in un sistema atomico. che la notevole stabilità, dal punto di vista della reattività chimica, dei gas nobili
Applicando le sue ipotesi al modello di Rutherford in maniera qualitativa, fosse dovuta alcompleto riempimento dell'orbita esterna da parte degli elettroni.
Bohr siaccorse che molte cose diventavano chiare. Gli atomi potevano essere Questi erano otto per tutti i gas nobili eccetto l'elio, che ne aveva solamente
pensati come un nucleo contornato da anelli su cui si muovono gli elettroni, due. Ogni elemento, per raggiungere una configurazione elettronica stabile,
ma anche le molecole potevano essere pensate come un sistema a piu nuclei, corrispondente alla configurazione elettronica del gas nobile che lo precede o lo
con gli elettroni ruotanti in anelli simmetrici rispetto alla disposizione dei nuclei. segue nella tavola periodica degli elementi, perde o acquista elettroni. Princi
Si introduceva cosi, per la prima volta, una distinzione netta tra atomo e mo pale responsabile di un legame chimico è l'attrazione elettrostatica, anche se
lecola. Il legame chimico poteva essere considerato come il risultato della messa non si può escludere una forma di compartecipazione degli elettroni di due
in comune degli elettroni fra gli atomi, come alcuni calcoli semplici facevano atomi, soprattutto quando essi sono molto simili.
prevedere perlamolecola d'idrogeno. Un mese dopo la pubblicazione del lavoro di Kossel, il chimico americano
Ritornato a Copenhagen, Bohr si propose di pubblicare questi risultati cer Lewis pubblicò un lavoro in cui, volendo spiegare i legami presenti nei com
cando una base piu solida ai suoi principi. Discutendo con uno dei suoi col posti organici, affermava che il legame piu comune della chimica era la conse
leghi, lo spettroscopista Hansen, Bohr apprese che gli spettroscopisti usavano guenza della messa in comune di due elettroni tra due atomi. Per spiegare